[科普中國]-科學家點評丨地球人移民火星的夢想，就快實現(xiàn)了嗎？

2018年7 月 25 日，《Science》發(fā)表了關于火星的最新研究， 科學家通過雷達在火星南極1.5千米的冰川下發(fā)現(xiàn)了直徑約20公里的液態(tài)水湖。 這可能是人們首次獲得的在火星上發(fā)現(xiàn)大量液態(tài)水存在的證據(jù)，研究一經(jīng)報道，就迅速激起了人們對火星探索的熱情。

大家關注的焦點集中在幾個方面，如：此次發(fā)現(xiàn)是否真的可以證明火星地下有大量液態(tài)水存在？這個“冰下咸水湖”中有沒有生命？這個湖對人類探索火星有何幫助？這一系列問題在國內天文學界也引發(fā)了廣泛關注和討論。我們就此咨詢了國內相關領域的幾位科學家，請他們對當前的一些熱點問題進行了分析與解答——

本期科學家

鄭永春 ：火星叔叔鄭永春，科普中國形象大使、中國科普作家協(xié)會副理事長、中國科學院國家天文臺研究員

楊迪琨： 南方科技大學助理教授，從事地球物理勘探電磁法理論研究

劉凱軍： 南方科技大學地球與空間科學系教授

01火星探索進行了幾十年，為什么之前沒有探測到類似的液態(tài)水湖呢？

鄭永春：

從設備角度來說，由于很多探測器都是對火星表面進行探測的，如果要探測內部，就需要用雷達、地震儀等手段。這次發(fā)現(xiàn)的液態(tài)水湖位于南極的冰蓋1.5千米深度。在此之前，NASA的火星勘測軌道器搭載的SHARAD雷達，由于頻率較高，探測深度有限，因此并未在此區(qū)域發(fā)現(xiàn)液態(tài)水的證據(jù)。

劉凱軍：

從發(fā)現(xiàn)地點來看，這次發(fā)現(xiàn)的水在地下，所以之前很難發(fā)現(xiàn)。

楊迪琨 ：

從技術上來講，探測液態(tài)水并不難。使用探地雷達就可以有效地發(fā)現(xiàn)冰下的液態(tài)水。因為液態(tài)水有很高的介電常數(shù)，當電磁波碰到冰水界面的時候會產生強烈的回波，所以當雷達掃過液態(tài)水上方時可以探測到。

這次發(fā)現(xiàn)的難點在于 把探地雷達發(fā)射到火星，并且讓探測器掃描比較大的一片區(qū)域， 從而獲得火星地下水分布范圍的信息。之前之所以沒有探測到，主要還是因為把設備搬到火星上太難了。另外還有一個細節(jié)導致火星探測進展緩慢是 因為火星上難以進行地面驗證和標定。

比如在地球上我用雷達發(fā)現(xiàn)一個疑似目標可以去實地驗證，但是在火星上很難去驗證，只能用間接證據(jù)，這也加大了確認目標的難度。

一般低頻雷達需要非常大的天線，制造和布設困難很大。這次發(fā)現(xiàn)液態(tài)水用的雷達天線展開后達幾十米，火星探測設備做這么大的天線還是很困難的。這也是為什么以前沒有發(fā)現(xiàn)。實際上也是工程技術的一個進步。

這次找液態(tài)水的功臣是一個叫 MARSIS的星載探地雷達 ，隨著人類對火星認識的加深，探測器的載荷也逐漸多樣化，從早期的地表、地形、地貌，逐漸向火星內部延伸。

02此次發(fā)現(xiàn)能確切證明火星存在液態(tài)水湖嗎？

鄭永春：

本次研究中使用的探測工具為 MARSIS探地雷達，根據(jù)雷達對冰蓋下探測的結果分析得到的火星存在液態(tài)水湖的結論。雖然這種方法在地球南極得到了驗證，可以推測是液態(tài)水湖，但是限于雷達的靈敏度和分辨率， 還不能完全肯定火星存在液態(tài)水湖， 未來還需要其他任務進行交叉認證，尋找多重證據(jù)。

劉凱軍：

以前大家知道火星的兩極有固態(tài)的冰層，但液態(tài)水卻是第一次發(fā)現(xiàn)。不過這次的發(fā)現(xiàn)是通過遙感的方法反推地下有大體積的液態(tài)物質存在，所以 并不是百分之百可靠。

03此次發(fā)現(xiàn)的液態(tài)水湖中是否可能有生命存在？

劉凱軍：

因為這次發(fā)現(xiàn)的湖埋在地下１.5公里，所以目前無法準確獲知是否有生命存在。但有液態(tài)水存在就非常有可能存在一些簡單的生命。

鄭永春：

雖然目前火星發(fā)現(xiàn)的鹵水湖鹽度很高，但是在地球深海也有這樣高鹽度的鹵水，所以仍然可以有生命存在。

04此次發(fā)現(xiàn)有何意義？對人類探索火星是否有幫助？

劉凱軍：

人類未來如果移民火星肯定可以利用這些水資源，但火星兩極表面冰蓋的固態(tài)水用起來應該更方便，成本更低。所以我不認為對人類未來探索或移民火星有太大的直接幫助。此次發(fā)現(xiàn)的主要意義是第一次發(fā)現(xiàn)大量液態(tài)水在火星上可能存在的證據(jù)，因而暗示火星生命的存在。

鄭永春：

對于火星移民，雖然還未提上日程，但顯然已經(jīng)不是科幻了，有人說要有大氣，有人說要有磁場，但其實有水就可以生產氧氣，沒磁場可以通過地下掩體或人工磁場來屏蔽輻射，都是有辦法實現(xiàn)的。

楊迪琨 ：

液態(tài)水對生命的存在至關重要，這也是這次的發(fā)現(xiàn)能夠成為頭條的原因。而且以后人類移民火星以后，也需要液態(tài)水作為水源。

想要了解更多關于火星液態(tài)水湖的詳情？請點擊今天的頭條文章，閱讀由灰原哀博士給大家?guī)淼纳疃冉馕觥? 《這一次，我們真的在火星找到“地下湖泊”了嗎？》

排版：小爽

題圖來源： 維基